【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及有机合成和表面合成，具体涉及一种含有亚甲基的多环共轭芳烃分子的制备方法和在固体表面制备π-电子分子磁体中的应用。
技术介绍
1、多环共轭芳烃是一类非常重要的有机化合物，其具有未成对π-电子的分子磁体是制备π-电子磁性材料的基本组成单元。本专利技术中的多环共轭芳烃分子结构特点主要为含有亚甲基官能团和几种用于组装反应的活性基团，如甲基、羧基、羟基、氰基、卤素等基团。亚甲基可以在固体表面上通过电场调控原位产生未成对的π-电子，而活性基团可以在固体表面发生共价和配位等组装反应，形成自旋态和磁交换耦合可调的分子磁体。
2、目前的磁性材料大都是由具有局域的 d-或 f-电子磁性的过渡金属元素组成，材料体系相对单一，且居里温度（或奈尔温度）远低于室温。有机材料具有离域的π-电子磁性，并且其碳原子的自旋-轨道耦合较弱，具有较长的（微秒级）量子自旋相干时间和较大的（微米级）量子自旋相干长度。另外，有机分子磁性基元可以通过化学合成与结构修饰对其磁交换耦合调控，并可以在分子或超分子水平上进行组装，有望将其制备成具有一定规模并可以寻址的阵列，并有望实现特定量子态体系如量子自旋液体的构筑。因此，有机量子磁性材料的可控制备是量子材料的前沿研究领域。
技术实现思路
1、鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种多环共轭芳烃分子的制备方法和在固体表面制备π-电子分子磁体中的应用，本专利技术提供的含有亚甲基的多环共轭芳
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、本专利技术提供了一种磁性前体分子，具有式i、式ⅱ、式ⅲ、式ⅳ所示的结构：
4、式i；
5、式i中，所述r1、r2为烷基，如甲基等；
6、或，r1、r2为氢；
7、或，r1、r2为氰基；
8、或，r1、r2为羧基；
9、或，r1、r2为卤素，如溴、碘等；
10、式ⅱ；
11、式ⅱ中，所述r3、r4为氢或氰基；
12、或，r3、r4为氢或羟基；
13、或，r3、r4为氢或羧基；
14、或，r3、r4为卤素，如溴、碘等；
15、式ⅲ；
16、式ⅲ中，所述r5为羟基；
17、或，r5为三甲基硅烷基乙炔基；
18、或，r5为乙炔基；
19、或，r5为氰基；
20、或，r5为羧基；
21、或，r5为卤素，如溴、碘等；
22、式ⅳ；
23、式ⅳ中，所述r6为氰基；
24、或，r6为羧基；
25、或，r6为羟基；
26、或，r6为卤素，如溴、碘等。
27、本专利技术提供了上述技术方案所述磁性前体分子的制备方法，主要包括以下步骤：
28、（1）将多取代甲酯类或者酰氯类化合物、酸性试剂和第一有机溶剂混合，进行傅克反应，得到多取代羰基类化合物；
29、（2）将所述多取代羰基化合物、硼氢化钠或者硼烷二甲硫醚和第二有机溶剂混合，进行还原反应，得到磁性前体分子；
30、所述多取代羰基类化合物具有式ⅴ、式ⅵ、式ⅶ、式ⅷ所示的结构：
31、式ⅴ；
32、式ⅴ中，所述r1、r2为烷基，如甲基等；
33、或，r1、r2为氢；
34、或，r1、r2为氰基；
35、或，r1、r2为羧基；
36、或，r1、r2为卤素，如溴、碘等；
37、式ⅵ；
38、式ⅵ中，所述r3、r4为氢或氰基；
39、或，r3、r4为氢或羟基；
40、或，r3、r4为氢或羧基；
41、或，r3、r4为卤素，如溴、碘等；
42、式ⅶ；
43、式ⅶ中，所述r5为羟基；
44、或，r5为三甲基硅烷基乙炔基；
45、或，r5为乙炔基；
46、或，r5为氰基；
47、或，r5为羧基；
48、或，r5为卤素，如溴、碘等；
49、式ⅷ；
50、式ⅷ中，所述r6为氰基；
51、或，r6为羧基；
52、或，r6为羟基；
53、或，r6为卤素，如溴、碘等。
54、优选的，步骤（1）中，所述多取代羰基类化合物、酸性试剂摩尔比为1：（3~9）；
55、所述酸性试剂包括三氯化铝或三氟甲磺酸；
56、所述第一有机溶剂包括二氯甲烷或二氯乙烷。
57、优选的，步骤（1）中，所述傅克反应的温度为0~25 ℃，时间为2~12 h。
58、优选的，步骤（2）中，所述多取代羰基类化合物和硼氢化钠或者硼烷二甲硫醚的摩尔比为1：（4~10）。
59、所述第二有机溶剂包括二氯甲烷和三氟乙酸或四氢呋喃。
60、优选的，所述还原反应的温度为25 ℃，时间为12 h。
61、本专利技术还提供了上述技术方案所述多环共轭芳烃分子在固体表面制备π-电子分子磁体中的应用。
62、本专利技术提供了一种含有亚甲基的多环共轭芳香分子及其制备方法和在π-电子分子磁体表面制备中的应用，涉及有机合成技术和表面合成领域。本专利技术提供的磁性前体分子具有式i、式ⅱ、式ⅲ、式ⅳ所示的结构，式i中，所述r1、r2为烷基，如甲基等；或，r1、r2为氢；或，r1、r2为氰基；或，r1、r2为羧基；或，r1、r2为卤素，如溴、碘等。式ⅱ中，所述r3、r4为氢或氰基；或，r3、r4为氢或羟基；或，r3、r4为氢或羧基；或，r3、r4为卤素，如溴、碘等。式ⅲ中，所述r5为羟基；或，r5为三甲基硅烷基乙炔基；或，r5为乙炔基；或，r5为氰基；或，r5为羧基；或，r5为卤素，如溴、碘等。式ⅳ中，所述r6为氰基；或，r6为羧基；或，r6为羟基；或，r6为卤素，如溴、碘等。
63、本专利技术提供的含有亚甲基的多环共轭芳烃类分子稳定性好，能够在固体表面通过电场调控形成自旋态和磁交换耦合可调的π-电子分子磁体，为进一步实现二维磁性材料的可控制备奠定基础。
64、本专利技术提供的制备方法，产物收率高、纯度高，操作简单。
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1.一种含有亚甲基的多环共轭芳香分子，具有式I、式Ⅱ、式Ⅲ、式Ⅳ所示的结构：
2.根据权利要求1所述多环共轭芳香分子，其特征在于，化合物内含一个或多个亚甲基六元环；所述取代基多为烷基、卤素、氰基、羧基等。
3.根据权利要求1或2所述的多环共轭芳香分子，其特征在于，具有式I-Ⅳ任意一种所示结构：
4.权利要求1~3任一项所述多环共轭芳香分子的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述多取代羰基类化合物、酸性试剂摩尔比为1：（3~9）；
6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述傅克反应的温度为0~25 ℃，时间为2~12 h。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述多取代羰基类化合物和硼氢化钠或者硼烷二甲硫醚的摩尔比为1：（4~10）。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）的第二有机溶剂包括二氯甲烷和三氟乙酸或四氢呋喃。
9.根据权利要求4、7或8所述的
10.本专利技术还提供了上述技术方案所述多环共轭芳香分子在固体表面制备π-电子分子磁体中的应用；权利要求1~2任一项所述多环共轭芳香分子或权利要求3~9任一项所述制备方法制备的多环共轭芳香分子在固体表面制备π-电子分子磁体中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种含有亚甲基的多环共轭芳香分子，具有式i、式ⅱ、式ⅲ、式ⅳ所示的结构：
2.根据权利要求1所述多环共轭芳香分子，其特征在于，化合物内含一个或多个亚甲基六元环；所述取代基多为烷基、卤素、氰基、羧基等。
3.根据权利要求1或2所述的多环共轭芳香分子，其特征在于，具有式i-ⅳ任意一种所示结构：
4.权利要求1~3任一项所述多环共轭芳香分子的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述多取代羰基类化合物、酸性试剂摩尔比为1：（3~9）；
6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述傅克反应的温度为0~25 ...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘培念，李登远，王瑛，王槟鑫，张新宇，韩衍杰，薛富华，张鹤民，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：
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